KR101902587B1 - Method for making hollow microspheres - Google Patents

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Abstract

공급물(feed)의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 가열은 진공 하에서 수행되는 중공 미소구체의 제조 방법이 제공된다. 또한, 이 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체가 제공된다.Heating the feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed to a hollow microsphere, wherein the heating is performed under vacuum. Also provided is a hollow microsphere produced using this method.

Description

중공 미소구체의 제조 방법{METHOD FOR MAKING HOLLOW MICROSPHERES}[0001] METHOD FOR MAKING HOLLOW MICROSPHERES [0002]

본 발명은 중공 미소구체의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 중공 미소구체를 제조하는 데 유용한 진공 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing hollow microspheres. The present invention also relates to vacuum devices useful for manufacturing hollow microspheres.

일 태양에서, 본 발명은 공급물(feed)의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 가열은 진공 하에서 수행되는 중공 미소구체의 형성 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect, the present invention provides a method of forming a hollow microsphere comprising the steps of heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed into a hollow microsphere, to provide.

다른 태양에서, 본 발명은 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 가열은 진공 하에서 수행되고 상기 진공은 6,773 Pa (2 inHg) 이하의 절대 압력으로 유지되는 중공 미소구체의 형성 방법을 제공한다.In another aspect, the invention comprises heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed to a hollow microsphere, wherein the heating is performed under vacuum and the vacuum is less than or equal to 2 inhg Thereby providing a hollow microsphere to be maintained at an absolute pressure.

다른 태양에서, 본 발명은 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 진공은 33,864 Pa (10 inHg) 이하의 절대 압력으로 유지되는 중공 미소구체의 형성 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention comprises heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed to a hollow microsphere, wherein the vacuum is maintained at an absolute pressure of 10 < The method comprising the steps of:

다른 태양에서, 본 발명은 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 공급물은 유리, 재생 유리, 및 펄라이트(perlite)로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 중공 미소구체의 형성 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention includes a process comprising heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed to a hollow microsphere, wherein the feed comprises at least one selected from glass, reclaimed glass, and perlite Wherein the hollow microspheres comprise one of the hollow microspheres.

다른 태양에서, 본 발명은 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 공급물은 (a) 50 중량% 내지 90 중량%의 SiO2; (b) 2 중량% 내지 20 중량%의 알칼리 금속 산화물; (c) 1 중량% 내지 30 중량%의 B2O3; (d) 0 중량% 내지 0.5 중량%의 황; (e) 0 중량% 내지 25 중량%의 2가 금속 산화물; (f) 0 중량% 내지 10 중량%의 SiO2 이외의 4가 금속 산화물; (g) 0 중량% 내지 20 중량%의 3가 금속 산화물; (h) 0 중량% 내지 10 중량%의 5가 원자의 산화물; 및 (i) 0 중량% 내지 5 중량%의 불소를 포함하는 중공 미소구체의 형성 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention comprises a process comprising heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed into a hollow microsphere, said feed comprising: (a) from 50% to 90% by weight of SiO2; (b) from 2% to 20% by weight of an alkali metal oxide; (c) 1% to 30% B2O3; (d) 0% to 0.5% sulfur by weight; (e) 0% to 25% by weight of a divalent metal oxide; (f) 0% to 10% by weight of tetravalent metal oxides other than SiO2; (g) 0% to 20% by weight of a trivalent metal oxide; (h) 0 wt% to 10 wt% oxides of pentavalent atoms; And (i) 0% to 5% by weight of fluorine.

다른 태양에서, 본 발명은 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하며, 공급물의 연화 온도 이상의 온도로 공급물을 가열하는 단계를 추가로 포함하는 중공 미소구체의 형성 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention further comprises heating the feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed to a hollow microsphere, further comprising heating the feed to a temperature above the softening temperature of the feed A method of forming a hollow microsphere is provided.

또 다른 태양에서, 본 발명은 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 가열은 진공 하에서 수행되는 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a process for preparing a hollow microsphere comprising the steps of: heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed into a hollow microsphere, said heating being performed using a hollow microsphere, to provide.

다른 태양에서, 본 발명은 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 가열은 진공 하에서 수행되고 상기 진공은 6,773 Pa (2 inHg) 이하의 절대 압력으로 유지되는 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체를 제공한다.In another aspect, the invention comprises heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed to a hollow microsphere, wherein the heating is performed under vacuum and the vacuum is less than or equal to 2 inhg Lt; RTI ID = 0.0 > absolute < / RTI > pressure.

다른 태양에서, 본 발명은 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 가열은 진공 하에서 수행되고 상기 진공은 33,864 Pa (10 inHg) 이하의 절대 압력으로 유지되는 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체를 제공한다.In another aspect, the invention includes heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed to a hollow microsphere, wherein the heating is performed under vacuum and the vacuum has a pressure of less than 10 inhg Lt; RTI ID = 0.0 > absolute < / RTI > pressure.

다른 태양에서, 본 발명은 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 가열은 진공 하에서 수행되고 상기 공급물은 유리, 재생 유리, 및 펄라이트로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체를 제공한다.In another aspect, the present invention includes a method comprising heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed into a hollow microsphere, wherein the heating is performed under vacuum and the feed is selected from the group consisting of glass, And at least one selected from the group consisting of: < RTI ID = 0.0 > a < / RTI >

다른 태양에서, 본 발명은 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 가열은 진공 하에서 수행되고 상기 공급물은 (a) 50 중량% 내지 90 중량%의 SiO2; (b) 2 중량% 내지 20 중량%의 알칼리 금속 산화물; (c) 1 중량% 내지 30 중량%의 B2O3; (d) 0 중량% 내지 0.5 중량%의 황; (e) 0 중량% 내지 25 중량%의 2가 금속 산화물; (f) 0 중량% 내지 10 중량%의 SiO2 이외의 4가 금속 산화물; (g) 0 중량% 내지 20 중량%의 3가 금속 산화물; (h) 0 중량% 내지 10 중량%의 5가 원자의 산화물; 및 (i) 0 중량% 내지 5 중량%의 불소를 포함하는 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체를 제공한다.In another aspect, the invention comprises heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed to a hollow microsphere, wherein the heating is conducted under vacuum and wherein the feed comprises: (a) from 50% 90 wt% SiO2; (b) from 2% to 20% by weight of an alkali metal oxide; (c) 1% to 30% B2O3; (d) 0% to 0.5% sulfur by weight; (e) 0% to 25% by weight of a divalent metal oxide; (f) 0% to 10% by weight of tetravalent metal oxides other than SiO2; (g) 0% to 20% by weight of a trivalent metal oxide; (h) 0 wt% to 10 wt% oxides of pentavalent atoms; And (i) from 0% to 5% by weight of fluorine.

본 발명의 상기의 개요는 본 발명의 각각의 실시 형태를 설명하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 하나 이상의 실시 형태에 대한 상세 사항이 또한 하기의 상세한 설명에 기술된다. 본 발명의 다른 특징, 목적, 및 이점은 발명의 상세한 설명과 특허청구범위로부터 명백하게 될 것이다.The above summary of the present invention is not intended to describe each embodiment of the present invention. Details of one or more embodiments of the invention are also described in the following detailed description. Other features, objects, and advantages of the present invention will become apparent from the description of the invention and from the claims.

도 1은 중공 미소구체를 제조하기 위해 사용되는 현재 개시된 장치의 일 실시 형태의 정단면도.
도 2는 중공 미소구체를 제조하기 위해 사용되는 현재 개시된 장치의 일 실시 형태의 정단면도.
도 3은 실시예 1에 따라 제조된 재생 유리 중공 미소구체의 광학 이미지.
도 4는 실시예 5에 따라 제조된 유리 중공 미소구체의 광학 이미지.
도 5는 실시예 8에 기재된 바와 같이 제조된 펄라이트 중공 미소구체의 광학 이미지.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a front cross-sectional view of one embodiment of the presently disclosed apparatus used to make hollow microspheres.
2 is a front cross-sectional view of one embodiment of the presently disclosed apparatus used to make hollow microspheres;
3 is an optical image of a regenerated glass hollow spherical body prepared according to Example 1. Fig.
4 is an optical image of a glass hollow spherical body prepared according to Example 5. Fig.
5 is an optical image of a pearl hollow microsphere prepared as described in Example 8. Fig.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "유리"는 모든 무정형 고체 또는 이들 무정형 고체를 형성하는 데 사용될 수 있는 용융물을 포함하며, 이 경우 그러한 유리를 형성하는 데 사용되는 원재료에는 다양한 산화물 및 광물이 포함된다. 이러한 산화물에는 금속 산화물이 포함된다.As used herein, the term " glass " includes all amorphous solids or melts that can be used to form these amorphous solids, in which case the raw materials used to form such glasses include various oxides and minerals do. Such oxides include metal oxides.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "재생 유리"는 원재료로서 유리를 사용하여 형성된 임의의 재료를 의미한다.As used herein, the term " reclaimed glass " means any material formed using glass as a raw material.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "진공"은 101,592 Pa (30 inHg) 미만의 절대 압력을 의미한다.As used herein, the term " vacuum " means an absolute pressure of less than 30 inHg.

평균 직경이 약 500 마이크로미터 미만인 중공 미소구체는 많은 목적에 대한 폭넓은 유용성을 갖는데, 이러한 목적 중 몇몇은 소정 크기, 형상, 밀도 및 강도 특성을 필요로 한다. 예를 들어, 중공 미소구체는 산업계에서 중합체 화합물에 대한 첨가제로서 널리 사용되는데, 이 경우 중공 미소구체는 개질제(modifier), 증강제(enhancer), 강성화제(rigidifier), 및/또는 충전제(filler)로서의 역할을 할 수 있다. 일반적으로, 중공 미소구체는 고압 분무, 혼련(kneading), 압출 또는 사출 성형에 의한 것과 같은 중합체 화합물의 추가 가공 동안 부서지거나 깨지는 것을 피하도록 강한 것이 바람직하다. 생성되는 중공 미소구체의 크기, 형상, 밀도 및 강도에 대하여 제어할 수 있게 하는 중공 미소구체의 제조 방법을 제공하는 것이 바람직하다.The hollow microspheres having an average diameter of less than about 500 micrometers have a wide range of usability for many purposes, some of which require certain size, shape, density and strength characteristics. For example, hollow microspheres are widely used in the industry as additives to polymeric compounds, in which case hollow microspheres can be used as modifiers, enhancers, rigidifiers, and / or fillers. Can play a role. In general, the hollow microspheres are preferably strong enough to avoid breakage or breakage during further processing of the polymer compound, such as by high-pressure spraying, kneading, extrusion or injection molding. It is desirable to provide a method of manufacturing a hollow microsphere that allows control over the size, shape, density, and strength of the hollow microspheres that are produced.

중공 미소구체 및 그의 제조 방법은 다양한 참고문헌에 개시되어 있다. 예를 들어, 이들 참고문헌 중 일부는 유리-형성 성분들의 동시 융합(fusion) 및 융합된 덩어리의 팽창을 사용하여 중공 미소구체를 제조하는 방법을 개시한다. 다른 참고문헌은 무기 기체 형성제, 또는 발포제(blowing agent)를 함유하는 유리 조성물을 가열하는 것, 및 발포제를 유리시키기에 충분한 온도로 유리를 가열하는 것을 개시한다. 또 다른 참고문헌은 습식 분쇄(wet pulverization)에 의해 재료를 분쇄하여 분쇄된 분말 재료의 슬러리를 얻는 단계, 이 슬러리를 분무하여 액적을 형성하는 단계, 및 무기 미소구체를 얻기 위해 액적을 가열하여 분말 재료를 융합 또는 소결하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다. 또 다른 참고문헌은 신중하게 제어된 시간-온도 내역(history)을 이용하여 부분 산화 조건 하에서 분류층 반응기(entrained flow reactor) 내에서 정확히 제형화된 공급 혼합물을 가공함으로써 저밀도 미소구체를 제조하는 방법을 개시한다. 그러나, 이들 참고문헌 중 어느 것도, 그 방법으로부터 제조되는 중공 미소구체의 크기, 형상, 밀도 및 강도에 대한 제어를 제공하는 중공 미소구체의 제조 방법을 제공하지 못한다.Hollow microspheres and methods for their preparation are disclosed in various references. For example, some of these references disclose methods for preparing hollow microspheres using simultaneous fusion of the glass-forming components and expansion of the fused mass. Other references disclose heating a glass composition containing an inorganic gas former, or a blowing agent, and heating the glass to a temperature sufficient to free the blowing agent. Another reference is a process for producing a pulverized powder by pulverizing the material by wet pulverization to obtain a pulverized powder material slurry, spraying the slurry to form droplets, and heating the droplet to obtain an inorganic microsphere, And fusing or sintering the material. Another reference is a method for preparing low density microspheres by processing a precisely formulated feed mixture in an entrained flow reactor under partially oxidized conditions using carefully controlled time-temperature history . None of these references, however, provide a method for producing a hollow microsphere that provides control over the size, shape, density and strength of the hollow microspheres produced from the method.

크기, 밀도 및 강도 이외에도, 중공 미소구체의 유용성은 물-민감성 및 가격에 따라 좌우될 수 있는데, 이는 중공 미소구체를 제조하는 데 사용되는 유리 조성물이 상대적으로 높은 실리카 함량을 포함하는 것이 바람직함을 의미한다. 그러나, 유리 조성물 내의 실리카 함량이 높은 것이 항상 바람직한 것은 아닌데, 그 이유는 초기 유리 제조시 더 높은 실리카 유리에 대해 필요로 하는 더 높은 온도 및 더 긴 용융 시간은 보유될 수 있는 발포제의 양을 감소시키고, 이는 저밀도 유리 기포의 형성을 방해하기 때문이다. 저밀도(예를 들어, 0.2 g/㏄ 미만)를 갖는 중공 미소구체를 얻기 위해서는, 초기 유리 용융 조작 동안 충분한 발포제를 보유하기는 어렵다. 상대적으로 높은 실리카 함량을 가지면서도 여전히 저밀도 기포를 생성하는 유리 조성물을 사용하는 것이 바람직하다.In addition to size, density, and strength, the availability of the hollow microspheres may depend on water-sensitivity and cost, which is preferably that the glass composition used to make the hollow microspheres comprises a relatively high silica content it means. However, it is not always desirable to have a high silica content in the glass composition, because the higher temperature and longer melting time required for the higher silica glass in the preparation of the initial glass reduce the amount of blowing agent that can be retained , Which interferes with the formation of low density glass bubbles. In order to obtain a hollow microsphere having a low density (for example, less than 0.2 g / cc), it is difficult to retain sufficient blowing agent during the initial glass melting operation. It is desirable to use a glass composition that has a relatively high silica content and still produces low density bubbles.

중공 미소구체는 발포제를 함유하는 밀링된 프릿(milled frit) - 통상 "공급물"이라 함 - 을 가열함으로써 전형적으로 제조된다. 중공 미소구체를 제조하는 공지된 방법은 유리 용융, 유리 공급물 밀링, 및 화염을 이용한 중공 미소구체 형성을 포함한다. 이러한 방법의 핵심은 중공 미소구체를 형성하는 데 사용되는 유리 조성물은 화염을 이용한 중공 미소구체의 형성 전에 소정량의 발포제를 포함해야 한다는 것이다. 일반적으로 발포제는 고온에서 분해되는 조성물이다. 예시적인 발포제에는 황 또는 황과 산소의 화합물이 포함되는데, 이는 유리 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.12 중량% 초과하는 발포제의 양으로 유리 조성물에 존재할 수 있다.The hollow microspheres are typically made by heating a milled frit - usually called a " feed " containing a blowing agent. Known methods of making hollow microspheres include glass melting, glass feed milling, and hollow microsphere formation using a flame. The key to this method is that the glass composition used to form the hollow microspheres must contain a certain amount of blowing agent prior to the formation of the hollow microspheres using the flame. Generally, foaming agents are compositions that degrade at high temperatures. Exemplary blowing agents include compounds of sulfur or sulfur and oxygen, which may be present in the glass composition in an amount of greater than about 0.12 weight percent blowing agent based on the total weight of the glass composition.

이러한 방법들에서는 유리를 두 번 용융시키는 것이 필요한데, 한 번은 발포제를 유리 중에 용해시키기 위해서 배치 용융(batch melting) 중에 그리고 다른 한 번은 중공 미소구체의 형성 중에 필요하다. 유리 조성물 내의 발포제의 휘발성으로 인해, 배치 용융 단계는 상대적으로 낮은 온도로 제한되는데, 이 동안 배치 조성물은 배치 용융 단계 동안 사용되는 용융 탱크의 내화 물질에 대해 매우 부식성이게 된다. 배치 용융 단계는 또한 상대적으로 긴 시간을 필요로 하며, 배치 용융 단계에 사용되는 유리 입자의 크기는 작게 유지되어야 한다. 이러한 문제들은 생성되는 중공 미소구체에 대한 비용 증가로 이어지고 그 중공 미소구체 내의 잠재적 불순물의 증가로 이어진다. 발포제의 사용을 필요로 하지 않는 중공 미소구체의 제조 방법을 제공하는 것이 바람직하다.In these methods it is necessary to melt the glass twice, once in the batch melting to dissolve the blowing agent in the glass, and once in the formation of the hollow microspheres. Due to the volatility of the blowing agent in the glass composition, the batch melting step is limited to a relatively low temperature during which the batch composition becomes highly corrosive to the refractory material of the melting tank used during the batch melt step. The batch melting step also requires a relatively long time and the size of the glass particles used in the batch melting step should be kept small. These problems lead to an increase in cost for the hollow microspheres produced and lead to an increase in potential impurities in the hollow microspheres. It is desirable to provide a process for producing hollow microspheres which does not require the use of a blowing agent.

본 발명에 유용한 공급물은, 예를 들어 임의의 적합한 유리를 파쇄 및/또는 밀링함으로써 제조될 수 있다. 본 발명의 공급물은 유리, 예를 들어 재생 유리, 펄라이트, 규산염 유리 등을 형성할 수 있는 임의의 조성을 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 총 중량을 기준으로, 공급물은 50 내지 90%의 SiO2, 2 내지 20%의 알칼리 금속 산화물, 1 내지 30%의 B2O3, 0 내지 0.5%의 황(예를 들어, 원소 황으로서의 황), 0 내지 25%의 2가 금속 산화물(예를 들어, CaO, MgO, BaO, SrO, ZnO, 또는 PbO), 0 내지 10%의 SiO2 이외의 4가 금속 산화물(예를 들어, TiO2, MnO2, 또는 ZrO2), 0 내지 20%의 3가 금속 산화물(예를 들어, Al2O3, Fe2O3, 또는 Sb2O3), 0 내지 10%의 5가 원자의 산화물(예를 들어, P2O5 또는 V2O5), 및 융제(fluxing agent)로 작용하여 유리 조성물의 용융을 용이하게 할 수 있는 0 내지 5%의 불소(불화물로서의 불소)를 포함한다. 일 실시 형태에서, 공급물은 485 g의 SiO2 (미국 웨스트 버지니아주 소재의 유에스 실리카(US Silica)로부터 입수함), 114 g의 Na2O.2B2O3 (590 ㎛ 미만이 90%임), 161 g의 CaCO3 (44 ㎛ 미만이 90%임), 29 g의 Na2CO3, 3.49 g의 Na2SO4 (74 ㎛ 미만이 60%임), 및 10 g의 Na4P2O7 (840 ㎛ 미만이 90%임)을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 공급물은 68.02%의 SiO2, 7.44%의 Na2O, 11.09%의 B2O3, 12.7%의 CaCO3 및 0.76%의 P2O5를 포함한다.Feedstocks useful in the present invention may be prepared, for example, by shredding and / or milling any suitable glass. The feed of the present invention may have any composition capable of forming glass, such as recycled glass, pearlite, silicate glass, and the like. In some embodiments, based on total weight, the feed comprises 50 to 90% SiO 2 , 2 to 20% alkali metal oxide, 1 to 30% B 2 O 3 , 0 to 0.5% sulfur g., elemental sulfur as sulfur), 0 to 25 percent divalent metal oxides (e.g., CaO, MgO, 4 is a metal oxide other than BaO, SrO, ZnO, or PbO), from 0 to 10% SiO 2 ( (For example, TiO 2 , MnO 2 , or ZrO 2 ), 0 to 20% of a trivalent metal oxide (such as Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , or Sb 2 O 3 ) (Such as P 2 O 5 or V 2 O 5 ) of pentavalent atoms, and a fluxing agent, which can facilitate the melting of the glass composition, from 0 to 5% of fluorine Fluorine). In one embodiment, the feed (also obtained from US Silica (US Silica American WV material)) of SiO 2 485 g, 114 g of Na 2 O.2B 2 O 3 (less than 590 ㎛ this being 90% ), 161 g of CaCO 3 (90% less than 44 μm), 29 g of Na 2 CO 3 , 3.49 g of Na 2 SO 4 (less than 74 μm is 60%), and 10 g of Na 4 P 2 O 7 (less than 840 탆 is 90%). In another embodiment, the feed comprises 68.02% SiO 2 , 7.44% Na 2 O, 11.09% B 2 O 3 , 12.7% CaCO 3, and 0.76% P 2 O 5 .

추가 성분들이 공급 조성물에 유용하며, 이들은 예를 들어 생성되는 중공 미소구체에 특정 성질 또는 특징(예를 들어, 경도 또는 색상)을 제공하기 위하여 공급물 내에 포함될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 상기 언급된 공급 조성물에는 발포제가 본질적으로 없다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "발포제가 본질적으로 없는"은 공급 조성물의 총 중량을 기준으로 0.12 중량% 미만의 발포제를 의미한다. 일 실시 형태에서, 공급물은 공급 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.12 중량% 이하의 황을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 공급물은 공급 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0 중량%의 황을 포함한다.Additional ingredients are useful in the feed composition, and they may be included in the feed to provide specific properties or characteristics (e. G., Hardness or color) to the hollow microspheres that are produced, for example. In some embodiments, the above-mentioned feed composition is essentially free of blowing agent. As used herein, the phrase " essentially free of blowing agent " means less than 0.12 wt% blowing agent based on the total weight of the feed composition. In one embodiment, the feed comprises less than about 0.12 wt% sulfur based on the total weight of the feed composition. In another embodiment, the feed comprises about 0 wt% sulfur based on the total weight of the feed composition.

원하는 크기의 중공 미소구체를 형성하기에 적합한 입자 크기의 공급물을 생성하기 위해 공급물은 전형적으로 밀링되고, 선택적으로 분급된다. 공급물을 밀링하기에 적합한 방법에는, 예를 들어 비드 또는 볼 밀, 애트리터(attritor) 밀, 롤 밀, 디스크 밀, 제트 밀, 또는 그 조합을 사용하여 밀링하는 것이 포함된다. 예를 들어, 중공 미소구체를 형성하기에 적합한 입자 크기의 공급물을 제조하기 위하여, 공급물은 디스크 밀을 사용하여 조대하게 밀링되고(예를 들어, 파쇄되고), 이어서 제트 밀을 사용하여 미세하게 밀링될 수 있다. 제트 밀은 일반적으로 3가지 유형의 것, 즉 나선형(spiral) 제트 밀, 유동상(fluidized-bed) 제트 밀, 및 대향형(opposed) 제트 밀이지만, 다른 유형이 또한 사용될 수 있다.The feed is typically milled and selectively classified to produce a feed of particle size suitable for forming hollow microspheres of the desired size. Suitable methods for milling the feed include, for example, milling using beads or ball mills, attritor mills, roll mills, disc mills, jet mills, or a combination thereof. For example, to produce a feed of a particle size suitable for forming a hollow microsphere, the feed is milled (e.g., broken) and milled using a disk mill, followed by a fine As shown in FIG. The jet mill is generally of three types: a spiral jet mill, a fluidized-bed jet mill, and an opposed jet mill, although other types may also be used.

나선형 제트 밀에는, 예를 들어 미국 매사추세츠주 하노버 소재의 스터트번트, 인크.(Sturtevant, Inc.)로부터 상표명 "마이크로나이저(MICRONIZER) 제트 밀"; 미국 뉴저지주 무어스타운 소재의 더 제트 풀버라이저 컴퍼니(The Jet Pulverizer Co.)로부터 상표명 "마이크론-마스터(MICRON-MASTER) 제트 분쇄기"; 및 미국 펜실베이니아주 플럼스테드빌 소재의 플루이드 에너지 프로세싱 앤드 이큅먼트 컴퍼니(Fluid Energy Processing and Equipment Co.)로부터 상표명 "마이크로-제트(MICRO-JET)"로 입수가능한 것들이 포함된다. 나선형 제트 밀에서는 평평한 원통형 그라인딩 챔버가 노즐 링에 의해 둘러싸인다. 그라인딩될 재료가 인젝터에 의해 노즐 링 안에 입자로서 도입된다. 압축 유체의 제트가 노즐들을 통해 팽창되고 입자를 가속시켜, 상호간 충격에 의해 크기 감소를 일으킨다.Spiral jet mills include, for example, those available under the tradename " MICRONIZER Jet Mill " from Sturtevant, Inc., Hanover, Mass .; A trade name " MICRON-MASTER jet mill " from The Jet Pulverizer Co., Moorestown, NJ; And those available under the trade designation " MICRO-JET " from Fluid Energy Processing and Equipment Co., Plumbledeville, Pennsylvania. In a helical jet mill, a flat cylindrical grinding chamber is surrounded by a nozzle ring. The material to be ground is introduced as particles into the nozzle ring by the injector. The jets of compressed fluid are expanded through the nozzles and accelerate the particles, causing a size reduction by mutual impact.

유동상 제트 밀은, 예를 들어 미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 네취 인크.(Netzsch Inc.)로부터 상표명 "CGS 유동상 제트 밀(CGS FLUIDIZED BED JET MILL)"; 플루이드 에너지 프로세싱 앤드 이큅먼트 컴퍼니로부터 상표명 "로토-제트(ROTO-JET)"; 및 미국 뉴저지주 서미트 소재의 호소카와 마이크론 파우더 시스템즈(Hosokawa Micron Powder Systems)로부터 상표명 "알파인(Alpine) 모델 100 APG"로 입수가능하다. 이러한 유형의 기계의 하부 섹션은 그라인딩 구역이다. 그라인딩 구역 내의 그라인딩 노즐들의 링은 중심점을 향해 맞추어지며, 그라인딩 유체는 밀링되는 재료의 입자를 가속시킨다. 재료의 유동상 내에서 크기 감소가 일어나며, 이러한 기술은 에너지 효율을 크게 개선할 수 있다.Fluidized-phase jet mills are commercially available, for example, from Netzsch Inc., Exton, Pennsylvania under the trade designation "CGS FLUIDIZED BED JET MILL"; &Quot; ROTO-JET " from Fluid Energy Processing & Equipment Company; And the brand name " Alpine Model 100 APG " from Hosokawa Micron Powder Systems, Summit, New Jersey, USA. The lower section of this type of machine is a grinding zone. The ring of grinding nozzles in the grinding zone is aligned towards the center point, and the grinding fluid accelerates the particles of material being milled. Size reduction occurs in the fluid phase of the material, and this technique can greatly improve energy efficiency.

대향형 제트 밀은 적어도 2개의 대향된 노즐이 입자를 가속시켜 그들을 중심점에서 충돌시키는 것을 제외하고는 유동상 제트 밀과 유사하다. 대향형 제트 밀은, 예를 들어 미국 미네소타주 코티지 그로브 소재의 씨씨이 테크놀로지즈(CCE Technologies)로부터 상업적으로 입수될 수 있다.An opposing jet mill is similar to a fluidized-bed jet mill except that at least two opposing nozzles accelerate the particles and impinge them at a central point. Opposed jet mills are commercially available, for example, from CCE Technologies, Cottages Grove, Minnesota, USA.

일단 공급물이 밀링되었다면, 그것은 현재 개시된 장치 내로 공급되는데, 이 장치는 분배 시스템(dispensing system), 가열 시스템, 진공 시스템 및 수집기(collector)를 포함한다. 이제 도 1 및 도 2를 참고하면, 개시된 장치(10)의 2개의 예시적인 실시 형태가 도시되어 있다.Once the feed has been milled, it is fed into the presently disclosed apparatus, which includes a dispensing system, a heating system, a vacuum system and a collector. Referring now to Figures 1 and 2, two exemplary embodiments of the disclosed apparatus 10 are shown.

도 1 및 도 2에 도시된 장치(10)는 세장형 하우징(20)을 갖는 분배 시스템(12)을 포함한다. 세장형 하우징(20)은 수평 벽(24)들보다 긴 수직 벽(22)들을 갖는다. 세장형 하우징(20)의 크기 및 형상은 이를 통해 분배될 공급물의 유형 및 부피에 따라 선택된다. 예를 들어, 세장형 하우징(20)은 구형일 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 세장형 하우징(20)은 구형이며, 직경이 약 3.81 ㎝이다. 도 2에 도시된 예시적인 세장형 하우징(20)은 구형이며, 직경이 약 5.08 ㎝이다. 세장형 하우징(20)은 공급물(32)을 분배하기에 적합한 임의의 재료, 예를 들어 금속, 유리, 수지 등과 같은 재료들 및 그 조합으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 세장형 하우징(20)은 전체적으로 유리로 구성되며, 도 2에 도시된 세장형 하우징(20)은 유리 수직 벽(22)들 및 금속 수평 벽(24)들을 포함한다.The apparatus 10 shown in Figures 1 and 2 includes a dispensing system 12 having a elongate housing 20. The elongate housing 20 has vertical walls 22 that are longer than the horizontal walls 24. The size and shape of the elongate housing 20 are selected according to the type and volume of the feed to be dispensed therethrough. For example, the elongated housing 20 may be spherical. The exemplary elongated housing 20 shown in Fig. 1 is spherical and has a diameter of about 3.81 cm. The exemplary elongated housing 20 shown in Fig. 2 is spherical and has a diameter of approximately 5.08 cm. The elongate housing 20 may be made of any material suitable for dispensing the feed 32, such as materials such as metal, glass, resin, and the like, and combinations thereof. For example, the elongated housing 20 shown in FIG. 1 is entirely made of glass, and the elongate housing 20 shown in FIG. 2 includes glass vertical walls 22 and metal horizontal walls 24 do.

세장형 하우징(20)은 또한 세장형 하우징(20) 내에 수직으로 중심이 맞춰진 중공 내부 튜브(26)를 포함한다. 중공 내부 튜브(26)의 크기 및 형상은 이를 통해 분배될 공급물(32)의 유형 및 부피에 따라 선택된다. 예를 들어, 중공 내부 튜브(26)는 구형일 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 중공 내부 튜브(26)는 구형이며, 직경이 약 1.27 ㎝이다. 도 2에 도시된 예시적인 중공 내부 튜브(26)는 구형이며, 직경이 약 2.54 ㎝이다. 중공 내부 튜브(26)는 상단부(28) 및 하단부(30)에서 개방되어 있어서, 입자 또는 공급물(32)이 내부 튜브를 통과할 수 있게 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 세장형 하우징(20)은 또한 수직으로 연장된 돌출부(29)를 포함할 수 있는데, 이 돌출부는 수직으로 연장된 돌출부(29)와 중공 내부 튜브(26)의 상단부(28) 사이에 갭(31)을 제공하기 위하여 세장형 하우징(20)의 상부로부터 중공 내부 튜브(26)의 상단부(28) 바로 위까지 연장된다. 중공 내부 튜브(26)는 공급물(32)을 분배하기에 적합한 임의의 재료, 예를 들어 금속, 유리, 수지 등과 같은 재료들 및 그 조합으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 중공 내부 튜브(26)는 전체적으로 유리로 구성되며, 도 2에 도시된 중공 내부 튜브(26)는 전체적으로 금속으로 구성된다.The elongate housing 20 also includes a hollow inner tube 26 that is vertically centered within the elongate housing 20. The size and shape of the hollow inner tube 26 is selected according to the type and volume of the feed 32 to be dispensed therethrough. For example, the hollow inner tube 26 may be spherical. The exemplary hollow inner tube 26 shown in Fig. 1 is spherical and has a diameter of approximately 1.27 cm. The exemplary hollow inner tube 26 shown in FIG. 2 is spherical and has a diameter of about 2.54 cm. The hollow inner tube 26 is open at the upper end 28 and lower end 30 to allow the particles or feed 32 to pass through the inner tube. 2, the elongate housing 20 may also include vertically extending protrusions 29 that extend between vertically extending protrusions 29 and the upper end of the hollow inner tube 26, Extends from the top of the elongate housing 20 to just above the top end 28 of the hollow inner tube 26 to provide a gap 31 between the inner tube 28 and the hollow inner tube 26. The hollow inner tube 26 may be made of any material suitable for dispensing the feed 32, such as materials such as metal, glass, resin, and the like, and combinations thereof. For example, the hollow inner tube 26 shown in FIG. 1 is entirely made of glass, and the hollow inner tube 26 shown in FIG. 2 is made entirely of metal.

세장형 하우징(20)은 또한 목부(neck; 34)를 포함한다. 목부(34)는 도 1의 공급물(32), 및 공급물(32)을 유동화하고 이것을 장치(10) 내의 중공 내부 튜브 내로 이동시키는 데 사용되는 캐리어 기체를 받아들이기 위한 입구를 형성한다. 목부(34)는 분배 시스템(12)의 수평 벽(24) 또는 분배 시스템(12)의 수직 벽(22)의 하부 부근에 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 목부(34)는 가열 시스템(14)에 가장 근접한 수직 벽(22)의 일부를 따라 위치되고, 개구(36) 및 수평으로 연장된 벽(38)들을 포함한다. 도 2에 도시된 예시적인 목부(34)는 수평 벽(24)의 일부를 따라 위치되고, 개구(36) 및 수직으로 연장된 벽(40)들을 포함한다. 도 2에 도시된 분배 시스템(12)은 2개의 목부(34)를 갖거나 하부 수평 벽(24)의 일부를 따라 더 많이 가질 수도 있다. 도 2에 도시된 예시적인 목부(34)들은 오리피스(orifice)처럼 작다. 도 2에 도시된 공급물(32)을 받아들이기 위한 입구(35)는 상부 수평 벽(24)에 위치되어 있다.The elongate housing 20 also includes a neck 34. The neck 34 forms an inlet for receiving the carrier 32 used in Figure 1 and the carrier gas used to fluidize the feed 32 and move it into the hollow inner tube in the apparatus 10. [ The neck 34 may be located near the horizontal wall 24 of the dispensing system 12 or the lower portion of the vertical wall 22 of the dispensing system 12. For example, the neck 34 shown in FIG. 1 is located along a portion of the vertical wall 22 closest to the heating system 14 and includes an opening 36 and horizontally extending walls 38 . The exemplary neck 34 shown in FIG. 2 is positioned along a portion of the horizontal wall 24 and includes an opening 36 and vertically extending walls 40. The distribution system 12 shown in FIG. 2 may have two necks 34 or may have more along a portion of the lower horizontal wall 24. The exemplary necks 34 shown in FIG. 2 are as small as orifices. An inlet 35 for receiving the feed 32 shown in FIG. 2 is located in the upper horizontal wall 24.

중공 내부 튜브(26)의 하단부(30)는 가열 시스템(14)으로의 입구(44)에 작동가능하게 부착된다. 장치(10)는 중공 내부 튜브(26)의 하단부(30)와 가열 시스템(14)으로의 입구(44) 사이에 변이부(transition; 42)를 포함할 수 있다. 중공 내부 튜브(26)의 하단부(30)와 가열 시스템(14)으로의 입구(44) 사이의 변이부(42)는 장치(10) 내로의 주위 공기의 도입을 피하기 위해 밀봉되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 중공 내부 튜브(26)의 하단부(30)와 가열 시스템(14)으로의 입구(44) 사이의 변이부(42)는 주위 공기가 작동 중에 장치로 진입하는 것을 방지하기 위해 o-링 또는 임의의 다른 유형의 통상적인 개스킷 재료로 밀봉될 수 있다.The lower end 30 of the hollow inner tube 26 is operatively attached to the inlet 44 to the heating system 14. The apparatus 10 may include a transition 42 between the lower end 30 of the hollow inner tube 26 and the inlet 44 to the heating system 14. [ The transition portion 42 between the lower end 30 of the hollow inner tube 26 and the inlet 44 to the heating system 14 is preferably sealed to avoid the introduction of ambient air into the apparatus 10. [ For example, the transition 42 between the lower end 30 of the hollow inner tube 26 and the inlet 44 to the heating system 14 prevents the ambient air from entering the apparatus during operation, Ring or any other type of conventional gasket material.

장치(10)는 가열 시스템(14)을 포함한다. 예를 들어, 미국 캘리포니아주 소재의 서멀 테크놀로지 인크.(Thermal Technology Inc.)로부터 구매가능한 소성로(furnace) 모델 "아스트로(Astro) 1100-4080 MI"와 같은 임의의 구매가능한 가열 시스템이 사용될 수 있다. 당업자는 가열 시스템(14) 내의 온도가, 예를 들어 공급물(32)에 사용되는 재료의 유형과 같은 다양한 인자들에 따라 좌우됨을 이해할 수 있다. 현재 개시된 방법에서, 가열 시스템(14) 내의 온도는 유리 연화 온도 이상의 온도로 유지되어야 한다. 일 실시 형태에서, 가열 시스템(14) 내의 온도는 약 1300℃ 초과로 유지된다. 예시적인 온도에는 약 1300℃ 초과, 약 1410℃ 초과, 약 1550℃ 초과, 약 1560℃ 초과, 약 1575℃ 초과, 약 1600℃ 초과 및 약 1650℃ 초과의 온도가 포함된다.The apparatus 10 includes a heating system 14. For example, any commercially available heating system, such as the furnace model " Astro 1100-4080 MI " available from Thermal Technology Inc. of California, USA, may be used. Those skilled in the art will appreciate that the temperature within the heating system 14 is dependent upon various factors such as, for example, the type of material used in the feed 32. [ In the presently disclosed method, the temperature in the heating system 14 should be maintained at a temperature above the glass softening temperature. In one embodiment, the temperature in the heating system 14 is maintained above about 1300 < 0 > C. Exemplary temperatures include temperatures greater than about 1300 DEG C, greater than about 1410 DEG C, greater than about 1550 DEG C, greater than about 1560 DEG C, greater than about 1575 DEG C, greater than about 1600 DEG C, and greater than about 1650 DEG C.

장치(10)는 또한 가열 시스템(14) 내에 진공을 제공하는 진공 시스템(16; 도시되지 않음)을 포함한다. 임의의 구매가능한 진공 시스템이 사용될 수 있다. 진공 시스템(16)은 배관 라인(plumbing line), 예를 들어 공기 라인, 액체 라인 등을 통해 가열 시스템(14)에 접속되는 독립형 시스템(stand alone system)일 수 있다. 진공 시스템(16)은 또한 가열 시스템(14), 수집기(18), 또는 둘 모두에 합체될 수 있다. 예를 들어, 미국 위스콘신주 마스터 어플라이언시즈 코포레이션(Master Appliances Corp.)으로부터 상표명 "마스터 히트 건(Master Heat Gun)"으로 구매가능한 냉기 송풍기가 가열 시스템(14) 내로 직접 포함될 수 있다. 이러한 냉기 송풍기는 가열 시스템(14)의 입구에, 가열 시스템(14)의 출구에, 수집기(18)의 입구에, 또는 그 조합에 냉각 공기를 제공할 수 있다. 현재 개시된 가열 시스템(14) 내의 내압을 약 6,773 Pa (2 inHg) 미만의 절대 압력으로 유지하는 것이 바람직하다. 다른 이득 중에서, 가열 시스템(14) 내의 내압을 약 6,773 Pa (2 inHg) 미만의 절대 압력으로 유지하는 것은 발포제가 본질적으로 없는 공급물(32)을 사용할 때 현재 개시된 중공 미소구체의 제조 방법에 유용하다.The apparatus 10 also includes a vacuum system 16 (not shown) that provides vacuum within the heating system 14. Any commercially available vacuum system may be used. The vacuum system 16 may be a stand alone system connected to the heating system 14 via a plumbing line, for example, an air line, a liquid line, or the like. The vacuum system 16 may also be incorporated into the heating system 14, the collector 18, or both. For example, a cold air blower, available from Master Appliances Corp., Wisconsin, USA, available under the trademark " Master Heat Gun " may be incorporated directly into the heating system 14. This cold air blower may provide cooling air to the inlet of the heating system 14, to the outlet of the heating system 14, to the inlet of the collector 18, or the combination thereof. It is desirable to maintain the internal pressure in the presently disclosed heating system 14 at an absolute pressure of less than about 6,773 Pa (2 inHg). Among other benefits, maintaining the internal pressure in the heating system 14 at an absolute pressure of less than about 2 inHg is useful for the method of making the hollow microspheres now disclosed when using a feed 32 that is essentially free of blowing agent. Do.

장치(10)는 또한 형성된 중공 미소구체가 수집되는 수집기(18)를 포함할 수 있다. 수집기(18)의 입구(48)가 가열 시스템(14)의 출구(46)에 작동가능하게 부착된다. 수집기(18)와 가열 시스템(14) 사이의 접속부는 장치(10) 내로의 주위 공기의 도입을 피하기 위해 밀봉되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 수집기(18)와 가열 시스템(14) 사이의 접속부는 주위 공기가 작동 중에 장치로 진입하는 것을 방지하기 위해 o-링 또는 임의의 다른 유형의 통상적인 개스킷 재료로 밀봉될 수 있다. 당업자는 수집기(18)가 그 안에 수집되는 중공 미소구체의 크기, 형상 및 부피, 그 내부의 진공 시스템(14)의 합체, 장치(10)에 대한 작동 온도 등과 같은 다양한 인자들에 따라 다수의 방법으로 설계될 수 있음을 이해할 수 있다.The apparatus 10 may also include a collector 18 from which the formed hollow microspheres are collected. The inlet 48 of the collector 18 is operatively attached to the outlet 46 of the heating system 14. The connection between the collector 18 and the heating system 14 is preferably sealed to avoid the introduction of ambient air into the apparatus 10. [ For example, the connection between the collector 18 and the heating system 14 may be sealed with an o-ring or any other type of conventional gasket material to prevent ambient air from entering the apparatus during operation. Those skilled in the art will appreciate that a number of methods may be used depending upon various factors such as the size, shape and volume of the hollow microspheres within which the collector 18 is collected, the incorporation of the vacuum system 14 therein, As shown in FIG.

도 1 및 도 2를 또 참고하면, 현재 개시된 중공 미소구체의 제조 방법 중에, 입자 또는 공급물(32)이 캐리어 기체 - 여기서, 상기 캐리어 기체는 임의의 불활성 기체일 수 있음 - 를 사용하여 장치(10) 내로 공급된다. 당업자는 캐리어 기체의 유량이, 예를 들어 장치(10) 내로 공급되는 공급물의 크기, 형상 및 부피, 장치(10) 내의 원하는 압력 등과 같은 다양한 인자들에 기초하여 선택됨을 이해할 수 있다. 캐리어 기체의 유량은 공급물(32)을 중공 내부 튜브(26)의 상단부(28)에 있는 개구 내로 도입하기에 충분해야 한다. 이어서, 공급물(32)이 진공 시스템(16)에 의해 가열 시스템(14) 내에 생성된 진공으로 인해 가열 시스템(14)을 향해 흡인된다. 일단 가열 시스템(14) 내에 있으면, 공급물(32)은 중공 미소구체가 된다. 일 실시 형태에서, 중공 미소구체는 가열 시스템(14)을 통해 중력에 의해 자유 낙하하고 가열 시스템(14) 내의 출구(46)를 빠져나갈 수 있게 된다. 다른 실시 형태에서, 중공 미소구체는 가열 시스템(14) 내에 유지되는 진공보다 더 큰 수집기(18) 내의 진공을 통해 가열 시스템(14) 내의 출구(46)를 통해 수집기(18) 내로 흡인될 수 있다. 수집기(18)에 수집된 중공 미소구체는 수집기(18) 내의 출구(50)를 통해 장치(10)로부터 분배될 수 있다. 대안적으로, 수집기(18)는 형성된 중공 미소구체를 장치(10)로부터 방출하기 위하여 장치(10)로부터 제거가능할 수 있다.Referring still to Figures 1 and 2, in the presently disclosed method of making hollow microspheres, particles or feeds 32 are introduced into a device (e. G., A carrier gas), wherein the carrier gas may be any inert gas 10). Those skilled in the art will appreciate that the flow rate of the carrier gas is selected based on various factors such as, for example, the size, shape and volume of the feed being fed into the apparatus 10, the desired pressure within the apparatus 10, and the like. The flow rate of the carrier gas should be sufficient to introduce the feed 32 into the openings in the upper end 28 of the hollow inner tube 26. The feed 32 is then sucked by the vacuum system 16 toward the heating system 14 due to the vacuum created in the heating system 14. Once in the heating system 14, the feed 32 becomes a hollow microsphere. In one embodiment, the hollow microspheres are free to fall by gravity through the heating system 14 and exit the outlet 46 in the heating system 14. The hollow microspheres may be aspirated into the collector 18 through the outlet 46 in the heating system 14 through the vacuum in the collector 18 that is larger than the vacuum held in the heating system 14 . The hollow microspheres collected in the collector 18 may be dispensed from the device 10 through the outlet 50 in the collector 18. Alternatively, the collector 18 may be removable from the apparatus 10 to release the hollow microspheres formed therefrom.

현재 개시된 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체는 상대적으로 낮은 밀도를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 현재 개시된 중공 미소구체는 밀도가 약 1.3 g/mL 미만이다. 일부 실시 형태에서, 현재 개시된 중공 미소구체는 밀도가 약 0.8 g/mL 미만이다. 또 다른 실시 형태에서, 현재 개시된 중공 미소구체는 밀도가 약 0.5 g/mL 미만, 약 0.4 g/mL 미만, 약 0.3 g/mL 미만, 또는 약 0.2 g/mL 미만이다.The hollow microspheres prepared using the presently disclosed method have a relatively low density. In some embodiments, the presently disclosed hollow microspheres have a density of less than about 1.3 g / mL. In some embodiments, the presently disclosed hollow microspheres have a density of less than about 0.8 g / mL. In yet another embodiment, the presently disclosed hollow microspheres have a density of less than about 0.5 g / mL, less than about 0.4 g / mL, less than about 0.3 g / mL, or less than about 0.2 g / mL.

현재 개시된 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체는 상대적으로 높은 강도를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 현재 개시된 중공 미소구체는 강도가 약 2.41 ㎫ (350 psi) 초과이다. 일부 실시 형태에서, 현재 개시된 중공 미소구체는 강도가 약 10.34 ㎫ (1500 psi) 초과이다. 또 다른 실시 형태에서, 현재 개시된 중공 미소구체는 강도가 약 17.24 ㎫ (2500 psi) 초과, 약 34.47 ㎫ (5000 psi) 초과, 약 68.95 ㎫ (10,000 psi) 초과, 또는 약 103.42 ㎫ (15,000 psi) 초과이다.The hollow microspheres prepared using the presently disclosed method have a relatively high strength. In some embodiments, the presently disclosed hollow microspheres have a strength of greater than about 350 psi. In some embodiments, the presently disclosed hollow microspheres have a strength of greater than about 1500 psi. In yet another embodiment, the presently disclosed hollow microspheres have a strength of greater than about 2500 psi, greater than about 5000 psi, greater than about 10,000 psi, or greater than about 15,000 psi, to be.

현재 개시된 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체는 실질적으로 단일 셀 구조를 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로"는 현재 개시된 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체의 대부분이 단일 셀 구조를 가짐을 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "단일 셀 구조"는 각각의 개별 중공 미소구체에 추가 외측 벽, 부분 구체, 동심 구체 등이 존재하지 않고서 각각의 중공 미소구체가 단지 하나의 외벽에 의해 형성됨을 의미한다. 예시적인 단일 셀 구조가 도 3 및 도 4에 도시된 광학 이미지에 나타나 있다.The hollow microspheres prepared using the presently disclosed method have a substantially single cell structure. As used herein, the term " substantially " means that most of the hollow microspheres prepared using the presently disclosed methods have a single cell structure. As used herein, the term " single cell structure " means that each hollow microsphere is formed by only one outer wall without the presence of an additional outer wall, segment, concentric sphere, etc. in each individual hollow microsphere it means. An exemplary single cell structure is shown in the optical image shown in FIGS. 3 and 4. FIG.

하기는 본 발명의 일부 예시적인 실시 형태이다:The following are some exemplary embodiments of the present invention:

1. 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 가열은 진공 하에서 수행되는 중공 미소구체의 형성 방법.1. Heating the feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed to a hollow microsphere, wherein the heating is performed under vacuum.

2. 공급물은 분배 시스템을 포함하는 방법에 의해 제공되는, 청구항 1에 따른 방법.2. The method according to claim 1, wherein the feed is provided by a method comprising a dispensing system.

3. 분배 시스템은 그 내부에서 수직으로 중심이 맞춰진 중공 내부 튜브를 갖는 세장형 하우징을 포함하는, 청구항 2에 따른 방법.3. The method according to claim 2, wherein the dispensing system comprises a elongated housing having a hollow inner tube vertically centered therein.

4. 중공 내부 튜브는 완전히 개방된 상단부 및 하단부를 갖는, 청구항 3에 따른 방법.4. The method according to claim 3, wherein the hollow inner tube has a top end and a bottom end that are fully open.

5. 중공 내부 튜브는 상단부 및 하단부를 가지며, 또한 수직으로 연장된 돌출부가 세장형 하우징의 상부로부터 중공 내부 튜브의 상단부 바로 위까지 연장되는, 청구항 3 또는 청구항 4에 따른 방법.5. The method according to claim 3 or 4, wherein the hollow inner tube has an upper end and a lower end, and wherein the vertically extending protrusion extends from the upper portion of the elongated housing to just above the upper end of the hollow inner tube.

6. 세장형 하우징 내에서 공급물을 유동화하는 단계 및 캐리어 기체를 사용하여 공급물을 중공 내부 튜브 내로 도입하는 단계를 추가로 포함하는, 청구항 3, 청구항 4 또는 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 방법.6. Method according to any one of claims 3, 4 or 5, further comprising the step of fluidizing the feed within the elongate housing and introducing the feed into the hollow inner tube using a carrier gas .

7. 형성된 중공 미소구체를 수집기에 수집하는 단계를 추가로 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 방법.7. A method according to any one of claims 1 to 6, further comprising the step of collecting the formed hollow microspheres in a collector.

8. 진공은 6,773 Pa (2 inHg) 이하의 절대 압력으로 유지되는, 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 따른 방법.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the vacuum is maintained at an absolute pressure of 2 inhg or less.

9. 진공은 33,864 Pa (10 inHg) 이하의 절대 압력으로 유지되는, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 방법.9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the vacuum is maintained at an absolute pressure of less than 10 inHg.

10. 공급물은 유리, 재생 유리 및 펄라이트로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 따른 방법.10. The process according to any one of claims 1 to 10, wherein the feed comprises at least one selected from glass, reclaimed glass and perlite.

11. 공급물은11. The feed

(a) 50 중량% 내지 90 중량%의 SiO2;(a) 50% to 90% by weight of SiO 2;

(b) 2 중량% 내지 20 중량%의 알칼리 금속 산화물;(b) from 2% to 20% by weight of an alkali metal oxide;

(c) 1 중량% 내지 30 중량%의 B2O3;(c) from 1% to 30% by weight of B 2 O 3 ;

(d) 0 중량% 내지 0.5 중량%의 황;(d) 0% to 0.5% sulfur by weight;

(e) 0 중량% 내지 25 중량%의 2가 금속 산화물;(e) 0% to 25% by weight of a divalent metal oxide;

(f) 0 중량% 내지 10 중량%의 SiO2 이외의 4가 금속 산화물;(f) 4 a metal oxide other than SiO 2 of from 0% to 10% by weight;

(g) 0 중량% 내지 20 중량%의 3가 금속 산화물;(g) 0% to 20% by weight of a trivalent metal oxide;

(h) 0 중량% 내지 10 중량%의 5가 원자의 산화물; 및(h) 0 wt% to 10 wt% oxides of pentavalent atoms; And

(i) 0 중량% 내지 5 중량%의 불소를 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 방법.A process according to any one of claims 1 to 9, comprising (i) 0% to 5% by weight of fluorine.

12. 공급물의 연화 온도 이상의 온도로 공급물을 가열하는 단계를 추가로 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 따른 방법.12. A process according to any one of claims 1 to 11, further comprising the step of heating the feed to a temperature above the softening temperature of the feed.

13. 공급물의 적어도 일부를 중공 미소구체로 전환시키기에 충분한 조건 하에서 공급물을 가열하는 단계를 포함하되 상기 가열은 진공 하에서 수행되는 방법을 사용하여 제조된 중공 미소구체.13. A hollow spherical bead, comprising the steps of heating a feed under conditions sufficient to convert at least a portion of the feed into a hollow microsphere, wherein the heating is performed under vacuum.

14. 진공은 6,773 Pa (2 inHg) 이하의 절대 압력으로 유지되는, 청구항 13에 따른 중공 미소구체.14. The hollow spheroid as claimed in claim 13, wherein the vacuum is maintained at an absolute pressure of 2 inhg or less.

15. 진공은 33,864 Pa (10 inHg) 이하의 절대 압력으로 유지되는, 청구항 13에 따른 중공 미소구체.15. The hollow spheroid as claimed in claim 13, wherein the vacuum is maintained at an absolute pressure of less than 10 inHg.

16. 공급물은 유리, 재생 유리 및 펄라이트로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 청구항 13, 청구항 14 또는 청구항 15 중 어느 한 항에 따른 중공 미소구체.16. The hollow spheroid as claimed in claim 13, 14 or 15, wherein the feed comprises at least one selected from glass, reclaimed glass and perlite.

17. 공급물은17. The feed

(a) 50 중량% 내지 90 중량%의 SiO2;(a) 50% to 90% by weight of SiO 2;

(b) 2 중량% 내지 20 중량%의 알칼리 금속 산화물;(b) from 2% to 20% by weight of an alkali metal oxide;

(c) 1 중량% 내지 30 중량%의 B2O3;(c) from 1% to 30% by weight of B 2 O 3 ;

(d) 0 중량% 내지 0.5 중량%의 황;(d) 0% to 0.5% sulfur by weight;

(e) 0 중량% 내지 25 중량%의 2가 금속 산화물;(e) 0% to 25% by weight of a divalent metal oxide;

(f) 0 중량% 내지 10 중량%의 SiO2 이외의 4가 금속 산화물;(f) 4 a metal oxide other than SiO 2 of from 0% to 10% by weight;

(g) 0 중량% 내지 20 중량%의 3가 금속 산화물;(g) 0% to 20% by weight of a trivalent metal oxide;

(h) 0 중량% 내지 10 중량%의 5가 원자의 산화물; 및(h) 0 wt% to 10 wt% oxides of pentavalent atoms; And

(i) 0 중량% 내지 5 중량%의 불소를 포함하는, 청구항 13, 청구항 14, 청구항 15 또는 청구항 16 중 어느 한 항에 따른 중공 미소구체.A hollow spherical body according to any one of claims 13, 14, 15 or 16, comprising (i) 0% to 5% by weight of fluorine.

18. 공급물은 분배 시스템을 포함하는 방법에 의해 제공되는, 청구항 13, 청구항 14, 청구항 15, 청구항 16 또는 청구항 17 중 어느 한 항에 따른 중공 미소구체.18. The hollow spheroid as claimed in claim 13, claim 14, claim 15, claim 16 or claim 17, wherein the feed is provided by a method comprising a dispensing system.

19. 분배 시스템은 그 내부에 수직으로 중심이 맞춰진 중공 내부 튜브를 갖는 세장형 하우징을 포함하며, 상기 중공 내부 튜브는 상단부 및 하단부를 가지며, 또한 수직으로 연장된 돌출부가 세장형 하우징의 상부로부터 중공 내부 튜브의 상단부 바로 위까지 연장되는, 청구항 18에 따른 중공 미소구체.19. A dispensing system comprising a elongate housing having a hollow interior tube centered vertically therein, the hollow interior tube having an upper end and a lower end, and wherein a vertically extending protrusion extends from the upper portion of the elongate housing The hollow spheroid as claimed in claim 18 extending up to just above the upper end of the inner tube.

20. 세장형 하우징 내에서 공급물을 유동화하는 단계 및 캐리어 기체를 사용하여 공급물을 중공 내부 튜브 내로 도입하는 단계를 추가로 포함하는, 청구항 19에 따른 중공 미소구체.20. A hollow spherical body according to claim 19, further comprising fluidizing the feed within the elongated housing and introducing the feed into the hollow inner tube using a carrier gas.

하기의 구체적이지만 비제한적인 실시예는 본 발명을 예시하는 역할을 할 것이다. 이들 실시예에서, 모든 양은 달리 명시되지 않는다면 중량부로 표현된다.The following specific, but non-limiting, examples serve to illustrate the invention. In these examples, all amounts are expressed in parts by weight unless otherwise specified.

장치Device

소성로 모델 "아스트로 1100-4080 MI" (미국 캘리포니아주 소재의 서멀 테크놀로지 인크.에 의해 상업화됨)는, 상부 및 하부 히스(heath)를 제거하여 입자 또는 공급물이 가열 시스템을 통해 자유 낙하하게 함으로써 내부 챔버(인플레이트)를 변경시킨 것을 제외하고는, 하기 실시예에서 가열 시스템으로서 사용하였다. 3개의 냉기 송풍기(미국 위스콘신주 소재의 마스터 어플라이언시즈 코포레이션에 의해 상표명 "마스터 히트 건"으로 상업화됨)를 기계적 클램프에 의해 가열 시스템의 구조물에 고정시켰다: 1개의 냉기 송풍기는 공급 개구 부근의 가열 시스템의 상부에 위치시키고, 2개의 냉기 송풍기는 가열 시스템의 하부에 위치시켜 수집 개구에서 공기를 불어 넣었다. 분배 시스템을 정위치에 유지하기 위해 o-링 시일을 부가함으로써, 가열 시스템의 상부 상에 위치된 공급 개구를 변경시켰다.The calcination furnace model " Astro 1100-4080 MI " (commercialized by Thermal Technology Inc., Calif., USA) removes the upper and lower heaths to allow particles or feed to fall freely through the heating system, Except that the chamber (inflation) was changed, it was used as a heating system in the following examples. Three cold air blowers (commercialized under the trade designation "Master Heat Gun" by Master Appliances Seals Corporation, Wisconsin, USA) were fixed to the structure of the heating system by mechanical clamps: one cold air blower was heated The two cold air blowers were placed at the bottom of the heating system and air was blown through the collection opening. By adding an o-ring seal to keep the dispensing system in place, the feed opening located on top of the heating system was changed.

시험 방법Test Methods

평균 입자 밀도 결정Determine average particle density

미국 조지아주 노르크로스 소재의 마이크로메리틱스(Micromeritics)로부터 상표명 "아큐픽(Accupyc) 1330 비중병"으로 입수한 전자동 기체 치환 비중병(gas displacement pycnometer)을 사용하여 ASTM D2840-69, "중공 미소구체의 평균 진 입자 밀도(Average True Particle Density of Hollow Microspheres)"에 따라 미소구체의 밀도를 결정하였다.Using a gas displacement pycnometer from Micromeritics of Norcross, Georgia, under the trade designation " Accupyc 1330 ", ASTM D2840-69, " Average of hollow microspheres Density of microspheres was determined according to " Average True Particle Density of Hollow Microspheres ".

임의의 무거운 미소구체 또는 "싱커(sinker)"를 제거하기 위해 물 부유 단계(water floating step)를 거친 샘플로부터 부유 밀도(floated density)를 측정한다.The floated density is measured from a sample that has undergone a water floating step to remove any heavy microspheres or " sinkers ".

입자 크기 결정Determine particle size

미국 캘리포니아주 풀러톤 소재의 베크만 콜터(Beckman Coulter)로부터 상표명 "콜터 카운터(Coulter Counter) LS-130"으로 입수가능한 입자 크기 분석기를 사용하여 입자 크기 분포를 결정하였다.The particle size distribution was determined using a particle size analyzer available from Beckman Coulter, Fullerton, Calif., Available under the trade designation " Coulter Counter LS-130 ".

강도 시험Strength test

중공 미소구체의 샘플 크기가 10 mL이고, 중공 미소구체를 글리세롤 (20.6 g) 중에 분산시키고, 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 데이터 감소를 자동화한 것을 제외하고는, ASTM D3102-72, "중공 유리 미소구체의 정수압 붕괴 강도(Hydrostatic Collapse Strength of Hollow Glass Microspheres)"를 사용하여 중공 미소구체의 강도를 측정하였다. 보고된 값은 원 생성물(raw product)의 10 부피%가 붕괴될 때의 정수압이다.Except that the sample size of the hollow microspheres was 10 mL and the hollow microspheres were dispersed in glycerol (20.6 g) and data reduction was automated using computer software, ASTM D3102-72, " The strength of the hollow microspheres was measured using " Hydrostatic Collapse Strength of Hollow Glass Microspheres ". The reported value is the hydrostatic pressure at which 10 vol% of the raw product collapses.

실시예Example

실시예 1 내지 실시예 4Examples 1 to 4

재생 유리 입자 (미국 텍사스주 소재의 스트래티직 머티리얼즈 인크.(Strategic Materials Inc.)로부터 입수가능함)를 유동상 제트 밀 (미국 뉴저지주 서미트 소재의 호소카와 마이크론 파우더 시스템즈로부터 상표명 "알파인 모델 100 APG"로 입수가능함)에서 밀링하여 평균 입자 크기가 약 20 ㎛인 공급물을 생성하였다. 도 2에 도시되고 해당 본문에 설명된 장치를 사용하여 공급물을 가열 시스템 내로 분배하였다. 공급물을 세장형 하우징과 중공 내부 튜브 사이에 넣은 상태로, 캐리어 기체를 목부를 통해 4 CFH (cubic feet per hour)의 유량 및 6,773 Pa (2 inHg)의 절대 압력으로 주입하였다. 공급물을 중공 내부 튜브의 상단부에 있는 좁혀진 개구를 향해 부유시키고, 중공 튜브에 적용된 진공 압력으로 인해 중공 튜브를 통해 가열 시스템을 향해 흡인하였다.Reclaimed glass particles (available from Strategic Materials Inc., Texas, USA) were dispersed in a fluidized-bed jet mill (trade name " Alpine Model 100 APG " from Hosokawa Micron Powders Systems, Summit, ) To produce a feed having an average particle size of about 20 [mu] m. The feed was dispensed into the heating system using the apparatus shown in FIG. 2 and described in the text. With the feed placed between the elongate housing and the hollow inner tube, the carrier gas was injected through the neck at a flow rate of 4 CFH (cubic feet per hour) and an absolute pressure of 6,773 Pa (2 inHg). The feed was floated toward the narrowed opening at the top end of the hollow inner tube and sucked through the hollow tube towards the heating system due to the vacuum pressure applied to the hollow tube.

원재료 및 공정 조건이 표 1에 열거되어 있다.Raw materials and process conditions are listed in Table 1.

도 3은 실시예 1에 설명된 바와 같이 제조된 재생 유리 중공 미소구체의 광학 이미지로, 이는 미국 일리노이주 소재의 레이카 마이크로시스템즈(Leica Mycrosystems)로부터 입수가능한 디지털 카메라 모델 HRD-060HMT에 접속된 현미경 모델 "DM LM"으로 촬영된 것이다. 도 3에 도시된 중공 미소구체는 실질적으로 단일 셀 구조를 갖는다.Figure 3 is an optical image of a regenerated glass hollow microsphere prepared as described in Example 1, which is a microscope model connected to a digital camera model HRD-060HMT available from Leica Mycrosystems, Ill. It was taken with "DM LM". The hollow microspheres shown in Fig. 3 have a substantially single cell structure.

중공 미소구체의 형성 후, 밀도 및 강도를 측정하였다. 그 결과가 또한 표 1에 나타나 있다. 실시예 1에 대해서는, 부유 밀도를 측정하였다.After formation of the hollow microspheres, the density and the strength were measured. The results are also shown in Table 1. For Example 1, the floating density was measured.

Figure 112012056894784-pct00001
Figure 112012056894784-pct00001

실시예 5 및 실시예 6Examples 5 and 6

본 명세서에 참고로 포함된 PCT 특허 출원 공개 WO2006062566호에 기재된 바와 같이 얻어진 공급물을 사용하여 실시예 5 및 실시예 6을 제조하였다. 공급물은 485 g의 SiO2 (미국 웨스트 버지나아주 소재의 유에스 실리카로부터 입수함), 114 g의 Na2O.2B2O3 (590 ㎛ 미만이 90%임) (미국 캘리포니아주 유에스 보락스(US Borax)로부터 입수함), 161 g의 CaCO3 (44 ㎛ 미만이 90%임) (미국 앨라배마주 소재의 아이머리즈(Imerys)로부터 입수함), 29 g의 Na2CO3 (미국 와이오밍주 소재의 에프엠씨 코포레이션(FMC Corp.)으로부터 입수함), 3.49 g의 Na2SO4 (74 ㎛ 미만이 60%임) (미국 캘리포니아주 소재의 셜즈 밸리 미네랄(Searles Valley Mineral)로부터 입수함), 및 10 g의 Na4P2O7 (840 ㎛ 미만이 90%임) (미국 미주리주 소재의 아스타리스(Astaris)로부터 입수함)을 포함하였다. 유리 공급물의 전체 황 농도는 0.12%였다.Example 5 and Example 6 were prepared using the feed obtained as described in PCT Patent Application Publication No. WO2006062566, which is incorporated herein by reference. The feed consisted of 485 grams of SiO 2 (available from US West Vacuum and USS Silica), 114 grams of Na 2 O.2B 2 O 3 (less than 590 μm 90%) (Available from US Borax), 161 g of CaCO 3 (90% less than 44 μm) (obtained from Imerys, Ala., USA), 29 g of Na 2 CO 3 3.49 g Na 2 SO 4 (60% below 74 μm) (available from Searles Valley Mineral, California, USA), available from FMC Corp., , And 10 g Na 4 P 2 O 7 (less than 840 μm 90%) (available from Astaris, Missouri, USA). The total sulfur concentration of the glass feed was 0.12%.

공급물을 실시예 1 내지 실시예 4에 기재된 유동상 제트 밀에서 밀링하여 평균 입자 크기가 약 13 ㎛인 공급물을 생성하였다. 도 2에 도시되고 해당 본문에 설명된 장치를 사용하여 실시예 1 내지 실시예 4에 기재된 바와 같이 공급물을 가열 시스템 내로 분배하였다. 도 4는 실시예 5에 기재된 바와 같이 제조된 유리 미소구체의 광학 이미지이다.The feed was milled in the fluidized-bed jet mill described in Examples 1 to 4 to produce a feed having an average particle size of about 13 microns. The feed was dispensed into the heating system as described in Examples 1 to 4 using the apparatus shown in FIG. 2 and described in the corresponding text. 4 is an optical image of a glass microsphere prepared as described in Example 5. Fig.

포켓용 온도계(미국 캘리포니아주 소재의 미크론 인프라레드(Mikron Infrared)로부터 상표명 미크라온(Mikraon) M90-31로 입수가능함)를 사용하여 온도를 측정하였다.The temperature was measured using a pocket thermometer (available from Micron Infrared, California, under the trade name Mikraon M90-31).

공정 조건 및 시험 결과가 하기 표 2에 나타나 있다.Process conditions and test results are shown in Table 2 below.

Figure 112012056894784-pct00002
Figure 112012056894784-pct00002

실시예Example 7 7

황산나트륨을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 5에 기재된 바와 같이 공급물을 제조하였다. 총 중량을 기준으로 한 공급물의 조성은 68.02%의 SiO2, 7.44%의 Na2O, 11.09%의 B2O3, 12.7%의 CaCO3 및 0.76%의 P2O5였다. 이 공급물은 유동상 제트 밀에서 평균 입자 크기가 대략 20 ㎛가 될 때까지 공급물을 밀링함으로써 생성하였다. 실시예 7에 기재된 바와 같이 제조된 중공 미소구체는 황 농도가 0 중량%였다.A feed was prepared as described in Example 5, except that sodium sulfate was not used. The composition of the feed based on total weight was 68.02% SiO 2 , 7.44% Na 2 O, 11.09% B 2 O 3 , 12.7% CaCO 3 and 0.76% P 2 O 5 . This feed was produced by milling the feed in a fluidized-bed jet mill until the average particle size was approximately 20 microns. The hollow microspheres prepared as described in Example 7 had a sulfur concentration of 0 wt%.

도 1에 도시되고 해당 본문에 설명된 장치를 사용하여 공급물을 가열 시스템 내로 분배하였다. 공급물을 세장형 하우징 내부에 넣은 상태로, 캐리어 기체를 목부를 통해 4 CFH의 유량 및 6,773 Pa (2 inHg)의 절대 압력으로 주입하였다. 공급물을 중공 내부 튜브의 상단부를 향해 부유시키고, 중공 튜브에 적용된 진공 압력으로 인해 중공 튜브를 통해 가열 시스템을 향해 흡인하였다. 공정 조건 및 시험 결과가 하기 표 3에 나타나 있다.The feed was dispensed into the heating system using the apparatus shown in Figure 1 and described in the text. With the feed inside the elongated housing, the carrier gas was injected through the throat at a flow rate of 4 CFH and an absolute pressure of 6,773 Pa (2 inHg). The feed was floated toward the top of the hollow inner tube and sucked through the hollow tube towards the heating system due to the vacuum pressure applied to the hollow tube. Process conditions and test results are shown in Table 3 below.

Figure 112012056894784-pct00003
Figure 112012056894784-pct00003

실시예Example 8 8

펄라이트의 입자 (미국 캘리포니아주 소재의 레드코(Redco) II로부터 입수가능함)를 실시예 1 내지 실시예 4에 기재된 유동상 제트 밀을 사용하여 평균 입자 크기가 약 25 ㎛가 될 때까지 밀링하였다. 밀링된 입자를 400 메시 및 200 메시 스테인리스 강 스크린 (미국 일리노이주 소재의 맥마스터-카르(McMaster-Carr)로부터 입수가능함)을 사용하여 분급하였다. 평균 입자 크기가 200 내지 400 메시인 입자를 1 중량%의 비로 건식 실리카 (미국 매사추세츠주 소재의 캐보트 코포레이션(Cabot Corporation)으로부터 상표명 "캡-오-실(Cab-O-Sil) TS-530"으로 입수가능함)와 혼합하였다. 33,864 Pa (10 inHg)의 절대 압력을 사용한 것을 제외하고는, 도 2에 도시되고 해당 본문에 설명된 장치를 사용하여 펄라이트 및 건식 실리카 입자를 가열 시스템 내로 분배하였다.Particles of pearlite (available from Redco II, Calif., USA) were milled using the fluidized-phase jet mill described in Examples 1 to 4 until the average particle size was about 25 microns. The milled particles were classified using a 400 mesh and 200 mesh stainless steel screen (available from McMaster-Carr, Illinois, USA). Particles having an average particle size of 200 to 400 mesh were coated with dry silica (Cab-O-Sil TS-530 from Cabot Corporation, Massachusetts, USA) at a ratio of 1 wt% ). ≪ / RTI > The pearlite and dry silica particles were dispensed into the heating system using the apparatus shown in Fig. 2 and described in the corresponding text, except that an absolute pressure of 10 inHg was used.

도 5는 실시예 8에 기재된 바와 같이 제조된 펄라이트 중공 미소구체의 광학 이미지이다. 공정 조건 및 시험 결과가 하기 표 4에 나타나 있다.5 is an optical image of a pearlite hollow microsphere prepared as described in Example 8. Fig. Process conditions and test results are shown in Table 4 below.

Figure 112012056894784-pct00004
Figure 112012056894784-pct00004

비교예 AComparative Example A

비교예 A는 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 "쓰리엠 유리 기포(3M Glass Bubbles) K1"로 구매가능한 중공 미소구체 - 화염 형성 공정을 사용하여 제조됨 - 를 포함한다. 화염 형성 공정 전의 공급물 내의 전체 황 함량은 공급물의 총 중량을 기준으로 0.47 중량% 황이었다. 중공 미소구체의 특성이 하기 표 5에 나타나 있다. 중공 미소구체에 대한 입자 크기 분포가 하기 표 6에 나타나 있다.Comparative Example A includes the use of a hollow microsphere-flame forming process available from 3M Company under the trade designation " 3M Glass Bubbles K1 ". The total sulfur content in the feed prior to the flame formation process was 0.47 wt% sulfur based on the total weight of the feed. The properties of the hollow microspheres are shown in Table 5 below. The particle size distribution for the hollow microspheres is shown in Table 6 below.

Figure 112012056894784-pct00005
Figure 112012056894784-pct00005

Figure 112012056894784-pct00006
Figure 112012056894784-pct00006

본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고도 본 발명의 다양한 변경 및 수정이 당업자에게 명백하게 될 것이다.Various changes and modifications of the present invention will become apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention.

Claims (20)

유리를 형성할 수 있는 조성을 갖는 공급물(feed)의 적어도 일부를 가열하는 단계 - 여기서, 상기 가열은 진공 하에서 수행됨 - 를 포함하고,
분배 시스템을 이용하여 공급물을 제공하는 단계 - 상기 분배 시스템은 그 내부에서 수직으로 중심이 맞춰진 중공 내부 튜브를 갖는 세장형 하우징을 포함함 - ;
세장형 하우징 내에서 공급물을 유동화하는 단계; 및
캐리어 기체를 사용하여 공급물을 중공 내부 튜브 내로 도입하는 단계를 추가로 포함하는 중공 미소구체의 형성 방법.Heating at least a portion of a feed having a composition capable of forming glass, wherein the heating is performed under vacuum,
Providing a feedstock using a dispensing system, the dispensing system including a elongated housing having a hollow inner tube vertically centered therein;
Fluidizing the feed within the elongate housing; And
Further comprising introducing the feed into the hollow inner tube using a carrier gas. 제1항에 있어서, 중공 내부 튜브는 상단부 및 하단부를 가지며, 상기 상단부 및 하단부는 완전히 개방된 방법.2. The method of claim 1, wherein the hollow inner tube has an upper end and a lower end, the upper end and the lower end being fully open. 제1항에 있어서, 중공 내부 튜브는 상단부 및 하단부를 가지며, 또한 수직으로 연장된 돌출부가 세장형 하우징의 상부로부터 중공 내부 튜브의 상단부 바로 위까지 연장되는 방법.The method of claim 1, wherein the hollow inner tube has an upper end and a lower end, and wherein a vertically extending protrusion extends from the upper portion of the elongate housing directly above the upper end of the hollow inner tube. 제1항에 있어서, 공급물은
(a) 50 중량% 내지 90 중량%의 SiO2;
(b) 2 중량% 내지 20 중량%의 알칼리 금속 산화물;
(c) 1 중량% 내지 30 중량%의 B2O3;
(d) 0 중량% 내지 0.5 중량%의 황;
(e) 0 중량% 내지 25 중량%의 2가 금속 산화물;
(f) 0 중량% 내지 10 중량%의 SiO2 이외의 4가 금속 산화물;
(g) 0 중량% 내지 20 중량%의 3가 금속 산화물;
(h) 0 중량% 내지 10 중량%의 5가 원자의 산화물; 및
(i) 0 중량% 내지 5 중량%의 불소를 포함하는 방법.The method of claim 1,
(a) 50% to 90% by weight of SiO 2;
(b) from 2% to 20% by weight of an alkali metal oxide;
(c) from 1% to 30% by weight of B 2 O 3 ;
(d) 0% to 0.5% sulfur by weight;
(e) 0% to 25% by weight of a divalent metal oxide;
(f) 4 a metal oxide other than SiO 2 of from 0% to 10% by weight;
(g) 0% to 20% by weight of a trivalent metal oxide;
(h) 0 wt% to 10 wt% oxides of pentavalent atoms; And
(i) 0 wt% to 5 wt% fluorine. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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